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引言
進入新世紀以來，我國高職院校教育工作相對于先前有了較大的變化，對人才的培養也有了更高的目標。在高職化學反應工程教學中，遵照課程要求，針對性的逐漸完善化學反應工程教學體系，提升化學反應工程課程的教學質量，對高職院校教育工作的提升是非常關鍵的。在對“化學反應工程”課程的改革與實踐中應從如下四個方面入手：
1、確定建設目標，深化教學改革，構建國內一流課程
化學反應工程包含了化工熱力學、物理化學、控制與優化及化工傳遞過程等知識點，總體的知識領域較為廣泛，對于培養高職學生的化學基礎知識素養，提升學生的化學分析能力是非常關鍵的，因此，在進行高職“化學反應工程”改革時，應當首先認識到化學反應工程為所有化工課程的核心，為化工專業的專業主干課程。
外國知名大學在化學反應工程方面的研究及教學工作現對于國內對化學反應工程的研究及教學是較為超前的，因此，在進行化學反應工程課程改革時，全面的剖析國外知名大學同類課程的發展趨勢，對提升化學反應工程課程改革的創新性及有效性是非常必要的。在具體的實施過程中，高職院校化學反應工程的教師可以首先通過互聯網搜索國外知名大學的校園網站，跟蹤了解國外知名大學在化學反應工程方面發展趨勢，例如：劍橋大學、ARIZONA大學等國外知名大學內化學反應工程的課程設置等情況。其次，在化學反應工程課程教學中，可以借鑒國外知名大學化學反應工程的教學計劃、教學資料，從而更好的開闊高職學生的眼界，激發學生學習化學反應工程課程的學習興趣。第三，如果經濟等方面的條件允許，高職院校化學反應工程課程的教師可以赴國外進行化學反應工程課程的訪問與學習，親身體檢國外知名大學在化學反應工程課程教學方面所做的工作，學習化學反應工程的教學模式，這對于更好的開展化學反應工程改革有著重要的推動作用。
2、闡明基本原理，聯系開發實例，教學內容精益求精
2.1精選了化學反應工程課程教學中基本原理的內容
化學反應工程的重點為將化學反應的機理闡明，將反應工程的基本理論、概念及研究方法介紹給同學，因此，在進行高職化學反應工程的課程改革時，應將化學動力學、理想流動反應器、間歇反應器、化學反應過程中質量與熱量的傳遞，反應器穩定性及反應選擇性作為化學反應工程的課程的主要講解內容，并按照濃度效應與穩定效應展開相關的化學反應工程討論工作，力求確切闡述、清楚表達，為高職學生更好的學習化學反應工程和化學反應器相關的知識打下堅實的基礎。
2.2更新了反應工程課程教學中過程開發的案例分析
工業反應器為化學反應工程的主要研究對象之一，同時化學反應工程中理論聯系實際的情況較多。很多高職教師在化學反應工程課程教學的過程中往往承擔有與化學反應工程課程相關的科研項目，因此，這就為化學反應工程課程改革提供了較好的平臺，教師可以將科研成果作為化學反應工程課程的具體案例進行開發與分析，從而更好的提升整個化學反應工程課程教學的精彩性，使之做到言之有物，更好的豐富整個化學反應工程課程的內涵，也能夠幫助學生更好的了解與學習到化學反應工程在具體的開發過程中的作用與進展。
2.3 增加了生化、材料、環境等反應工程方面的內容
現階段很多高職院校的化學反應工程教學缺乏教學所需的學習氛圍，因此，在高職院校進行化學反應工程的改革時，增加了與化學反應工程相關的材料、生化及環境等方面的能夠有效的反應出化學反應工程前沿的內容是有其必要性的。在具體實施時高職院校可以借此拓展課程內容的內涵，請學有專長的專家學者介紹生化反應工程、聚合反應工程、電化學反應工程、精細化學品反應工程、環境反應工程等新方向、新進展，有效的實現學生在學習化學反應工程課程時思路與眼界的開闊。
3、講授研討結合，試行雙語教學，教學方法不斷改革
高職院校在進行化學反應工程課程改革時，應重視教學方法的轉變，傳統的教學方式在一定程度上仍有一定的借鑒意義，因此，在進行改革時還應當繼續堅持傳統的教師講授的方式，在教師講授的同時，加入一定量針對性的討論式教學方法，組織學生針對性的對化學反應工程的某些重要的知識點進行討論。在化學反應工程課程具體講授的過程中，注意應用歸納法、對比法及演繹法等方法，針對不同的化學反應工程內容，應采用不同的教學方法，在提升化學反應工程課程教學質量方面應下功夫，例如：在討論串聯反應優化問題上，引導學生精心制作了電子課件，并鼓勵學生上講臺講解，學生的積極性很高，既活躍了課堂氣氛，學生本身也覺得收獲很大。
其次，在化學反應工程課程改革時加入一定量的雙語教學方式，能夠較好的提升化學反應工程課程教學的質量，擔任化學反應工程雙語教學的教師一般均為博士學歷，具有較多的國內外學習的經歷，上課課件、板書全部采用英語書寫，考試試題與解答也全部采用英語表達。雙語教學試點吸引了一批具有較高外語水平的優秀學生參與，而上課教師也將國外化學反應工程教學思想與教學理念融入到課堂教學過程中，這對于提升學生學習的積極性有著較大促進作用。
4、結束語
在化學反應工程的教學改革的過程中，教師還應當充分的利用現代化教學設備，將教學的內容通過現代化多媒體技術呈現出來，更好的提升化學反應工程課程教學的生動性、形象性，這對于提升高職學生學習的興趣也是較為重要的。
[參考文獻]
[1]王琳琳，陳小鵬，梁杰珍，劉幽燕，韋小杰.改革地方院校課程教學模式和內容，培養學生工程與創新能力――以廣西大學化學反應工程教學為例[J].實驗技術與管理，2012，08：10-14.
一、開設課程設計、培養學生應用知識和反應器優化設計的能力
我院開設了為期2周的化學反應工程課程設計,要求每個學生獨立完成硫酸轉化器設計,采用二轉二吸中的“3+1”或“2+2”式工藝、四段間接換熱絕熱式固定床催化反應器。每個學生的設計規模、進一段的原料氣組成、凈化率、轉化率、吸收率不相同,學生自己查閱文獻資料、查找設計方法、搜集計算公式、選擇工藝參數進行設計。完成后撰寫設計說明書,內容包括設計任務書、目錄、設計方案簡介、工藝計算、設計結果匯總、設計評述與討論、參考文獻,等等。設計過程中學生之間廣泛討論,商討設計方法,學習氛圍濃厚。雖然過程相似,但設計條件不同,每個學生都要單獨完成自己的設計任務。通過該課程設計,學生對固定床催化反應器的形式和特點,固體催化劑的性能、內擴散有效因子的概念和計算方法,平衡溫度、平衡溫度曲線的概念和繪圖方法,最佳溫度、最佳溫度曲線的概念和繪圖方法,各段進出口溫度、進出口轉化率的最佳分配方法,利用本征動力學方程,通過數值積分計算反應時間的方法,催化劑用量的計算及校正方法,反應器直徑、高度及其它附件尺寸的計算方法等知識點,有了深刻的理解和較好的掌握。
二、逐步加大實驗、鞏固所學知識、培養實驗動手能力
對于化學反應工程這種實踐性很強的工程學科來說,實驗是學生參加實踐獲取知識所必需的學習途徑。而化學反應工程的主要研究方法也是應用理論推演和實驗研究工業反應過程的規律而建立的數學模型方法。所以教會學生如何建立各類實驗反應器,如何進行實驗設計、反應條件選擇和數據處理非常有用。為此在課程建設中,我院通過專業實驗課、綜合設計型實驗課,逐步加大與化學反應工程有關的實驗。目前開設多釜串聯流動特性的測定、管式反應器流動特性測定兩個驗證型實驗;開設乙酸乙脂水解反應動力學的測定、乙醇催化裂解制乙烯反應動力學測定、乙苯脫氫制苯乙烯、反應精餾制乙酸乙酯等四個綜合設計型實驗。通過實驗,學生對返混、脈沖法、階躍法的概念以及停留時間分布的測定方法,多釜串聯模型、軸向混合模型的流動特性,理想流動反應器與實際反應器停留時間分布的區別,連續均相流動反應器的非理想流動情況及產生返混原因,全混釜中連續操作條件下反應器內測定均相反應動力學的原理和方法,反應精餾與常規精餾的區別,連續流動反應體系中氣——固相催化反應動力學的實驗研究方法,溫度、濃度、進料流量對不同反應結果的影響,轉化率、選擇性及收率的概念及計算方法等知識點,有了透徹的理解。課堂上學習的理論知識,不但在實驗中得到驗證和鞏固,而且得到了應用,掌握了反應動力學的實驗測定和相關設備的使用方法。
三、開展仿真實訓、培養實踐操作能力
我院以前有四周生產實習,實習中遇到企業為了安全和效益等因素不允許學生親自動手操作時,學生得不到實際操作設備的鍛煉機會;一般實習一個化工產品的生產過程,學生掌握了工藝流程、生產原理之后,實習后期學習興趣、主動性降低,影響實習效果等問題。而且目前大部分化工企業采用DCS控制,技術員主要在控制室通過電腦操作控制生產過程。隨著信息時代的到來,計算機仿真技術的應用越來越廣泛,采用仿真技術將復雜的工業反應過程虛擬化,從而在計算機上以“慢速”再現反應過程及變化特征,將“抽象”化為“形象”,動態演示工業生產過程。并且,仿真實訓具有無消耗、無污染、可重復操作等優點。為此我院購買了北京東方仿真軟件技術有限公司的化工培訓軟件,在校內建立仿真實驗室,開展仿真實訓教學。將以前四周全在企業的生產實習改為前兩周在企業生產現場實習,后兩周在校仿真實驗室開展仿真實訓。目前我院開設的與化學反應工程有關的仿真實習項目有固定床反應器單元、流化床反應器單元、間歇反應釜單元,以及30萬噸合成氨生產工藝中的反應部分、甲醇生產工藝中的反應部分,等等。學生要進行冷態開車操作、正常生產操作、停車操作、故障處理操作,以及單人單工段、多人單工段、多人多工段等操作環節的實訓。通過仿真操作訓練對于學生了解化工反應過程、以及工藝和控制系統的動態特性、提高對化工生產過程的運行和控制能力具有特殊效果。這種運行、調整和控制能力,集中反映了學生運用理論知識解決實際問題的水平。所以,仿真訓練是運用高科技手段強化學生掌握知識和理論聯系實際的新型教學方法。
四、參與科研活動、培養創新能力
由于攪拌槽內的流場的流動具有復雜性，目前對攪拌槽等混合設備的設計和經驗成分也采用理論計算的方式，在化工領域中，化工工業規模的反應器存在不均勻性等特點，不均勻性隨規模擴大而加重，因此，對攪拌槽內部流場進行研究是非常有必要的。雖然許多化學家對化工領域中的攪拌機槽內的流場進行了分析研究，如Harvey等人采用二維模擬計算攪拌槽內流場的流體，但隨著技術的不斷改革與發展，計算流體力學的引進，改變了以二維模擬的計算方式，計算流體力學的方法不僅可以節約化工研究成本，采用實驗手段不能獲得的數據，計算流體力學方法也可以獲得。Sun等人利用計算流體力學中的湍流模型計算了攪拌槽內的氣液兩相流動，并且對其進行了三維模擬，通過實驗研究表明，計算流體力學的數值模擬能有效的計算攪拌器上部的氣體部分，但是，CFD數值模擬也存在一定的缺陷，不能有效模擬攪拌器底部區域。計算流體力學CFD與多普勒激光測速儀LDV有效結合，可以對攪拌裝置能更深入的研究，其主要原因是多普勒激光測速儀測量的數據可以準確驗證計算流體力學CFD計算的結果，同時多普勒激光測速儀測定特定點的速度也可以作為計算流體力學計算的參考條件。
2.CFD在化學工程換熱器中的應用分析
換熱器是化學工程中使用最多的設備，通過計算流體力學的計算方式，不僅可以精確、詳細的測量換熱設備內流場的流動，也可以預測換熱器的性能，經濟可靠的換熱器對化工工業具有重要作用。對于化工中的管殼式換熱設備，其內部的幾何形狀設備結構復雜，利用計算流體力學模擬管殼式換熱設備的殼側流場，進而充分了解管殼式換熱設備的殼側在瞬間變化中的溫度場、速度場，CFD的應用有利于分析研究換熱器的基本原理和結構構造。
3.CFD在化學反應工程中的應用研究
關鍵詞：化學反應工程 教學改革 工程概念 創新能力
化學反應工程是關于工業化學反應過程的科學，是化學工程學科的一個主要分支，屬于工程科學，其研究內容主要是反應動力學和反應器的設計與分析。化學反應工程課程與數學、物理和化學等基礎課密切相關，也與熱力學、動力學和傳遞過程等存在著交叉關系，加之獨立學院學生的基礎本身較弱，使得該課程的教學難度更大，普通的授課方式很難達到預期的教學效果，必須采用科學、適當的教學方法，因材施教，以提高教學質量。本文圍繞獨立學院對化工類人才培養的要求，提出了化學反應工程課程教學方法的選擇與應用原則，探討了“互動式、啟發式”教學方式，并與實踐相結合的教學模式，以促進化學反應工程課程改革和教學方法創新。
一、堅持“方法論”的教育理念與工程意識相結合的教學思想
化學反應工程是一門綜合性非常強的課程，并且與工程實踐緊密相聯。根據化學反應工程課程教學大綱，要求學生在掌握基本原理的基礎上，重點和難點則應放在分析與解決實際問題的方法論上。在理論教學中，應向學生介紹化學反應工程中的基本原理和化學反應器的設計與分析的基本方法，同時也注重讓學生了解這些知識如何指導工程實際。在教學過程中強調“方法論”教學[1]，提倡采用“工程分析方法”，融入化學反應工程的基本觀點和工程思維方法，培養學生分析工程問題的實際能力，運用以“物質的傳遞與轉化”、“能量的傳遞與轉化”和 “信息的傳遞與轉化”所組成的“三傳三轉”[2]的新模式進行反應器的優化和放大，解決工程實踐問題。在教學過后中堅持“方法論”的教育理念與工程意識相結合的教學思想。
二、教學方法的改革
教學是一門藝術，屬于雙向行為。教學的主體對象是學生，學生應積極參與、發揮主體能動性并將知識內化為自身能力。作為引導者的教師應以科學的方法論為指導，貫徹“少而精、重基礎”和“適用、夠用和會用”的教學原則，通過“預習一聽課一提問一討論”的教學模式[3]，采用啟發式、提問式、互動式、討論式等教學方法，最大限度地激發學生自主學習興趣和學習的積極性。同時，課堂上隨時觀察學生表情，注重彰顯學生的主體地位和個性發展。課后主動了解學生聽課效果和學習難點，及時調整教學進度。對于學生普遍反映“課堂能聽懂，聽后難做題”等現象，適當安排習題課。對學生作業中存在問題進行重點講解，歸納解題思路和方法，鞏固學生所學理論知識。師生通過教學過程的雙向互動，達到“教”與“學”的最佳結合。
三、教學手段的改革
由于化學反應工程學的研究對象內在規律較復雜，一般使用數學模型方法或簡化反應過程，若采用傳統的板書教學手段，學生很難想象，不好學。從而形成了“灌輸式”教學方式，讓學生感覺這門課程枯燥無味，產生厭學情緒。為了適應現代教育技術發展的需要，滿足教學手段改革的需求，通過多年的教學實踐總結，在化學反應工程的教學過程中，既要積極開發和應用現代化教學媒體，又要繼承傳統教學媒體中的合理成分。在教學過程中，采用集文字、實物照片、動畫于一體的多媒體課件，利用動畫效果把抽象概念形象化，動態地展示設備結構、操作原理、物料流動情況，使教學內容更直觀、生動，提高學生興趣，降低教學難度。與傳統的板書教學手段相比，多媒體教學手段的優勢在于能夠實現“動態的問題形象化”，“微觀的問題宏觀化”，“抽象的問題具體化”，“表達方式的多樣化”，提高教學效果[4]。
四、考試制度的改革
考試不僅具有檢測教師教學水平和學生學習效果的作用，更具有引導學生積極學習的“無形指揮棒”作用[5]。考試制度的改革應促進教學內容、方法和手段的改革。通過幾年的教學實踐，針對傳統考試中所出現的種種問題，采用課內考試和課外設計相結合等多種考核方式相結合的考試方案，不僅有效引導學生掌握課程的基本內容，而且在課程教學中加強了實踐能力和創新能力的培養。本課程主要采用撰寫課程小論文、 開展小型反應器的設計型或操作型問題的訓練與考核，充分發揮學生的想象力、提高學生的創新意識。
五、課堂教學與實踐相結合
化學反應工程是實踐性非常強的課程，首先，課堂教學與專業實驗相結合。注重從理論到實踐，再到理論的過程，鍛煉學生的實踐能力與創新能力[6]。在教學過程中我們充分認識到化學反應工程與化工專業實驗的統一性，掌握好理論知識能指導實踐，而科學實踐能幫助我們更好地認識、理解、掌握理論知識，將感性認識上升為理性認識后，再運用到實踐中去。其次，在教學過程中與化工實習、生產實踐相結合。該課程主要以工業反應過程及反應器設備為研究對象，以達到反應器的開發、設計和放大以及優化操作的目的。因此，安排學生到相應企業實習是非常有必要的。近幾年，我們已建立了多家化工生產實習基地，安排學生進廠實習，了解化工生產中所用到的各類反應器及輔助設備等，了解主要裝置的工藝流程及操作，使學生對各類反應過程及所涉及的設備有了感性認識，更容易接受理論教學，有利于教學質量的提高。
六、課堂教學與仿真教學相結合
仿真教學是理論和實踐間的橋梁，實現了理論知識與創造能力的有機結合，既是實踐教學手段，也是實踐教學內容[7]。仿真技術在工程實踐教學中的廣泛應用，改變了傳統課堂教學與實驗教學的內容和手段，對于學生實現理論與實踐的結合起到了重要作用。我們通過化工生產中具有代表性的大型合成氨裝置的過程模擬，將化工單元操作、化學反應、過程控制、能源綜合利用等現代化工過程進行整合模擬訓練，為拓展學生的思維空間，培養創新能力，提供了良好的教學環境。
七、結語
化學反應工程是化學工程與工藝專業的核心課程，理論抽象，數學模型復雜，實踐性和應用性很強。采用多種教學方法相結合，傳統教學手段和多媒體教學手段相結合的方式，充分提高學生學習的主觀能動性與學習效率。將理論教學與仿真教學、專業實驗和生產實習等實踐環節相結合，加深了學生對理論知識的理解，提高了分析、解決工程問題的能力。結合時展需求，積極更新教育觀念，培養滿足化學工業發展所需的應用型人才。
參考文獻
[1]周繼亮.化學反應工程課程教學改革與思考[J].科教創新，2008，（1）：103—104.
[2]王矗，金涌， 程易等.化學反應工程教學新理念和實踐探索[J].化工高等教育，2009，（2）：1—4.
[3] 王平，程麗華，謝穎.化學反應工程的教學經驗總結[J].廣州化工，2012，（11）：191—192.
[4] 趙啟文，張興儒，董新艷等.化學反應工程教學改革與實踐[J].內蒙古石油化工，2008，（13）：76—77.
[5] 聶偉安，龍立平，熊文高等.“實踐一認識一再實踐"教學方法在 化學反應工程教學中的應用[J].化工高等教育，2007，（5）：86—88.
關鍵詞：化學反應工程；研究方法；教學應用
中圖分類號：G642.0 文獻標識碼：A 文章編號：1671-0568（2012）29-0078-02
化學反應工程是化學工程與工藝專業的核心課程，以化學反應過程的共性規律、反應器的設計、放大和優化為主要研究對象，用自然科學的原理考察、解釋和處理工程實際問題，是一門實踐性很強的工程學科。面向本科生的化學反應工程課程教學的目標，是使學生掌握化學反應工程基礎知識，學習化學反應工程的研究方法和思路，了解化學反應工程最新進展和發展方向，提高創新思維能力。[1]筆者在長期的教學中將“方法論”作為重點，不斷總結教材各章節、研究各類反應過程的共同方法，并應用于教學，對學生掌握化學反應工程的基本觀點和工程方法，培養學生分析與解決工程問題的實際能力起到了很好的作用。
一、數學模型方法
工業反應器中進行的化學反應過程往往與物料的流動、混合、傳質、傳熱、反應計量學、催化劑性能等有直接關系，濃度、溫度、壓力等參數影響反應結果，影響因素多，相互耦合，通常表現出很強的非線性，傳統的因次分析和相似方法不能反映化學反應工程的基本規律。[2]教學中，把反應器中進行的過程分解為化學反應過程和物理傳遞過程，反應器中進行的過程分解為化學反應過程和物理傳遞過程，分別建立反應動力學模型和反應器傳遞模型，然后通過物料衡算和能量衡算把它們綜合起來，建立反應器的數學模型，用數學模型方法來研究化學反應工程，進行反應器設計、放大與優化，比傳統的經驗方法能更好地反映其本質。因此，數學模型方法是化學反應工程的基本研究方法，可以通過數學模型的建立和求解去預測和模擬反應器的實際操作狀況。[3]在闡明化學反應工程基本概念和原理的基礎上，將各類反應器的數學模型作為講授重點，尤其突出間歇反應器、平推流反應器、全混流反應器數學模型的建立和求解方法，借此培養學生利用數學模型方法設計反應器的能力。
二、物料、能量衡算中非線性問題的線性化處理方法
反應速率一般是由反應實際進行場所的濃度和溫度決定。而工業上廣泛使用的氣固相催化反應器、流固相非催化反應器，氣液反應器中物料溫度和濃度的變化呈現非線性特點。處理的共同方法為反應器設計中物料衡算、能量衡算時，衡算范圍取一個微元，在微元內物料溫度和濃度的變化近似按線性關系計算。在氣固相催化反應工程討論中、以單顆粒的球形催化劑為基礎，在其中距中心R處取一厚度dR的微元球殼進行物料衡算、能量衡算；在氣液反應工程討論中、以雙膜理論為基礎，在液膜中距界面x處取一厚度dx的單位面積微元液膜進行物料衡算；在流固相非催化反應工程討論中，以收縮未反應芯模型為基礎，對單個球形固體顆粒，在其固相產物層內距中心R處取一厚度dR的微元球殼進行物料衡算；平推流反應器、非理想流動反應器軸向混合模型的計算中，在距反應器進口L處取一厚度dL的微元管段進行物料衡算、能量衡算。這些問題的研究方法有相似性，在教學中強調相互的聯系，可以加深學生對內容的理解和對反應器設計中線性化處理非線性問題方法的掌握。
三、解決復雜問題時先分解后綜合的方法
影響工業反應過程的因素多，關系復雜，若直接全面分析求解，往往比較困難，不容易理解。在教學中可采用先分解后綜合的方法，把復雜的問題分成若干步、先研究每一步的規律，再綜合得出整體的規律。氣固相催化反應工程討論中，先分外擴散、內擴散、化學反應過程分別討論三個過程的規律和計算公式，再綜合三個過程得出單個催化劑顆粒的反應規律，再進一步綜合得出整個床層的反應規律；氣液反應工程討論中，先分氣液兩相間的傳遞規律、液膜中的擴散反應規律，液相主體中的擴散反應規律，再綜合得出整個氣液相反應規律；流固相非催化反應工程討論中，先分流體滯流膜擴散控制、固體產物層（或惰性殘留物層）內擴散控制、化學反應控制分別討論，再綜合得出總體的規律和計算公式；討論吸附動力學方程中，先按單組分反應物的化學吸附控制、表面化學反應控制、單組分產物的脫附控制分別討論，再綜合得出總體的吸附動力學方程。這樣的教學方法，往往能使復雜的問題變得簡單明了，復雜的計算過程得到簡化。
四、理論推演與實驗結合的方法
化學反應工程自設立以來，作為一門工程學科，其復雜性往往不僅表現在過程本身，而更表現在化學反應器復雜的幾何形狀及千變萬化的物性，[4]因此，廣泛采用理論推演和實驗相結合的研究方法。通過理論推演得出軸向混合模型、多級串聯全混流模型等非理想流動模型，通過實驗測定實際反應器停留時間分布、計算出無因次時間方差、選擇合適的非理想流動模型，利用實驗數據計算出模型參數，進行實際反應器的設計；氣固相催化反應內擴散影響的判別中，通過理論推演得出判據式，通過實驗測定判據式的值，可判斷出內擴散的影響程度；流固相非催化反應中通過理論推演得出不同過程控制時的計算公式，通過溫度對總體速率的影響實驗，可判別過程是化學反應控制還是擴散控制，通過流速對總體速率的影響實驗，可判別過程是流體滯流膜擴散控制還是固相產物層內擴散控制，然后選擇相應過程控制的公式，能使計算過程大為簡化。反應動力學模型的建立更需要理論推演與實驗結合，雖然可以通過理論計算確定化學反應的機理和速率，但對大多數反應體系，這類理論計算所能達到的準確程度尚不能滿足工業反應過程開發和反應器設計的要求，實驗研究仍然是認識反應過程動力學特征的主要途徑。化學反應工程在其發展過程中已形成了一整套動力學實驗測定和數據處理方法。[3]教學中，應著重強調利用冪函數型模型，雙曲線型模型擬合實驗數據的方法，以及它們的優缺點，使學生較好地理解和掌握反應動力學模型的建立方法。
工科院校培養的工程技術人才，不僅要有豐富的理論知識，理論還應當聯系實際，具有較高的獨立思考能力、發現、分析和解決實際生產問題的能力，這就要求教師不僅要對學生傳授知識，更重要地是教給學生求索知識的方法和應用知識的能力。[5]長期的教學中，筆者體會到數學模型方法，物料、能量衡算中非線性問題的線性化處理方法、解決復雜問題時先分解后綜合的方法、理論推演與實驗結合的方法，并在化學反應工程研究中普遍應用，將這些方法重點介紹給學生，使他們在學習中觸類旁通，舉一反三，取得了良好的學習效果。
參考文獻：
[1]王垚等.化學反應工程教學新理念和實踐探索[J].化工高等教育，2009，（2）.
[2]朱炳辰.化學反應工程（第五版）[M].北京：化學工業出版社，2012.
[3]朱開宏，袁渭康.化學反應工程分析[M].北京：高等教育出版社，2002.
在我們以前普通的化學反應來看，對于反應后的副產物的處理是相當困難的，并且如果想處理，其治理成本是相當的高，所以以前那種普通的反應無法從根本上剔除化學工業中所帶來的一系列危害。而我們所提到的綠色化學工程，就從根本上解決了上述問題。
1.1選擇有益材料對于化學反應來說，最重要的還是選料的環節，它的好與壞直接影響著化學反應是否友好是否有益。有效的防范，以達到在過程以及結果的一種良性局面。
1.2采用高效高選擇性的反應原料對于化學工業來說，化學反應是決定化學工業生產過程中生產成本和生產難度、充分利用化學資源等各方面的重要性因素。可以降低工業生產的成本，而且能夠提高產物純度，減少無效反應產物的排放，節約化學資源，在化學工業中，有機物的反應復雜，研究機制不確定，所以選擇合適的反應原料，不斷提高工業技術是對化學工業的發展有著重要的意義。
1.3使用綠色無公害的反應催化劑催化劑作為化學反應中能改變反應速率的的物質，在化學工業中應用廣泛，綠色化學就是研究生產高效高質量的化學反應，不產生任何有害物質，無效產物可以做到循環利用，無公害。這項生產技術就是高度依賴化學反應過程中的催化劑，不斷創新，不斷推動綠色化學產業的發展，相關機構已經著手研究這些優良的催化劑.
2尋找高效綠色的化學催化劑對提升工業生產水平的作用
2.1化學工業中綠色化學的應用綠色化學的核心就是要利用化學原理從源頭消除污染，做到完全無公害無污染，因此它又被稱為清潔化學，應用范圍廣泛，它涉及有機合成、催化、生物化學、分析化學等學科。工業中化學反應發生的條件一般都是高溫高壓，在反應過程中，只有適宜的溫度和壓力才能使用現代化學工業的技術，另外加上綠色化學的高效催化劑，這項工程才得以不斷發展。例如上文提到的低維材料碳納米管，催化裂解反應中有很大的化學功效。
2.2化學工業中綠色化學和現代生物結合的應用。講到了催化劑，這就涉及到另外的技術性學科生物技術。生物技術的就是高科技與高端專業知識結合的產物，學科內又分為細胞工程、基因工程、胚胎工程等等。在化學產業中主要應用于生物化學。在化學工業生產過程中，選取有機的生物材料，主要是動植物的原料，另外也會采用他們經過上千年演變的產物—地下的煤炭等。催化劑主要由人工催化劑和自然催化劑，分別由人工合成以及采用天然動植物的生物酶。這樣能夠滿足現代化學工業發展的需要，同時也能切合可持續發展的指導思想，節約能源，維持現在生態平衡的狀態，推動化學工業發展。
3結語
關鍵詞：化學反應工程；教學；計算機
引言
化學反應工程[1]是是教育部確定的化工類專業的主干課程之一，是以無機化工、有機化工、煤化工和石油化工生產過程中的化學加工過程為背景，按化學反應與動量、熱量、質量傳遞相互作用的共性歸納綜合的宏觀反應過程；是將化學反應原理與化工反應設備相結合的一門學科。化學反應工程既是一門專業課，同時，也是一門具有普遍指導意義的基礎性工程學科，它和工程實際密切相關，具有很強的理論性和應用性。該課程主要涵蓋反應動力學和反應器設計與分析兩個方面的內容。其中，化學反應動力學的測定需要對實驗結果進行分析、擬合，這些過程均需要進行大量的計算；在反應器的設計計算中，在確定數學模型時，涉及到微積分、數值計算等過程，計算繁瑣[2-3]。如能在教學過程中合理的應用計算機，將繁瑣的計算過程簡單化，并能將計算結果以圖示和表格的形式呈現出來，將會使這類問題迎刃而解。
1在化學反應工程教學中應用計算機的必要性
在計算機的應用過程中，計算機軟件起著非常重要的作用。計算機軟件是計算機技術的一個重要的方面。化學反應工程課程中計算及數據處理占據比重較大，在學習過程中，涉及到微積分計算、常微分方程求解、迭代運算等內容，需要學生分配大量的時間做相關的計算，這往往使得學生過分關注計算過程而忽略了反應器設計及分析的核心內容[4,5]。要發揮計算機在教學中的輔助功能，軟件是一個核心因素。常用的軟件除日常教學中熟知的PowerPoint、Word及多媒體播放工具等，具有強大數據處理能力的軟件在化學反應工程教學中更能發揮其優越性[6]。本文將以Excel和Origin兩類軟件為例來闡述計算機在反應工程教學中發揮的作用，將該課程的理論知識與實踐有機的結合起來，鍛煉教師在教學過程中應用計算機軟件的能力，巧妙的利用這兩類軟件調動學生的學習積極性并解決相關實際問題[7]。
2計算機在化學反應工程教學中的應用實例
化學反應工程的主要研究對象是工業反應器，即如何使化學反應在工業生產中有效地實現。這一過程的實現需要多方面的知識，其中化學動力學是所需的基礎知識之一[1]。2.1動力學方程本文以程序升溫條件下神華煤的水蒸汽氣化反應為例，進行氣化產物的動力學計算，將Excel和Origin兩類軟件應用在反應動力學這一章節的教學過程中。反應工程課程教學過程中，有這樣的結論：由阿倫尼烏斯方程對數式（式（1））可知，lnk對1/T為線性關系，此關系只適用于一定的溫度范圍，不能外推。雖大多數情況下，阿倫尼烏斯方程均能表示反應速率常數與溫度的關系，但某些情形下，lnk與1/T不成線性關系[1]。在教學過程中，直接得出此結論，學生沒有深刻的認知，如舉實例證明此結論，教學效果將更佳。2.2求解過程記錄實驗過程中神華煤程序升溫條件下水蒸汽氣化反應生成氣體H2的濃度隨溫度變化的值，將所得數據導入至Excel表格中。實驗條件如下：反應溫度范圍500-850℃，升溫速率2℃/min，每五分鐘記錄一組實驗數據。將記錄的H2濃度值用Excel的公式功能換算成H2的生成摩爾量并進一步計算出各個時刻對應的累積生成摩爾量。選取溫度范圍為610-730℃的點繪制曲線，并用Origin的線性擬合功能進行線性擬合（圖3），線性擬合結果截圖如圖4所示，擬合后直線斜率可視為-E/R，截距為ln(A/)，線性擬合的相關度R2=0.993，線性度較好，說明所選取的動力學模型較符合神華煤的氣化反應特性。根據圖4數據計算可得神華煤在該程序升溫水蒸氣氣化過程中生成氣H2的活化能E值為150.2KJ/mol，指前因子A為7.62³105，計算結果如表1所示。該數據可為反應器的優化和設計提供依據。通過以上計算及作圖過程可知，應用Excel和Origin兩類軟件可將繁瑣的計算過程簡單化，并能將計算結果以圖示和表格的形式呈現出來，較傳統的教學過程更加靈活、更形象化，有助于學生理解和掌握反應工程課程學習中的知識點，能激發學生的學習興趣，使教學效果更佳[8]。
3結論
化學反應工程既是一門專業課，同時，也是一門具有普遍指導意義的基礎性工程學科，它和工程實際密切相關，具有很強的理論性和應用性。利用計算機軟件龐大的數據處理功能進行輔助實驗教學，使學生更加直觀、便捷的掌握教學內容，得到全面的技能操作實踐，并獲取完善的知識體系和完備的綜合能力。Excel和Origin兩類軟件是綜合性較強的軟件，操作便捷，結果可靠，是解決反應工程實際問題的有力工具，在教學過程中，合理有效的利用計算機軟件不僅可以將復雜的數學推導及數據處理簡化，加深學生對反應工程中涉及的知識點的理解，而且能夠提高學生的計算機應用能力，調動學生的學習積極性，使得學科之間能夠融會貫通。另外，利用計算機技術解決反應工程中的實際問題也是化工行業對于該專業人才的基本要求。因此，將計算機應用在化學反應工程教學中有著重要的現實意義。
參考文獻
[1]李紹芬.反應工程[M].北京:化學工業出版社,2013.
[2]吳現力,王菊,杜春華,等.化工輔助軟件在化學反應工程教學中的應用[J].教育教學論壇,2016,5(18):176-177.
[3]謝興勇,祖維.案例教學法在化學反應工程教學中的應用[J].廣州化工,2013,7(40):158-163.
[4]宋穎韜,黨明巖.MATLAB在反應工程計算中的應用[J].廣州化工,2012,4(40):191-193.
[5]吳現力,王菊,杜春華,等.Excel軟件在化學反應工程教學中的應用[J].教育教學論壇,2016,5(21):264-265.
關鍵詞：燃料；燃燒；教學內容；設計
中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2015）40-0113-02
在當今全球節能減排要求日益嚴格的背景下，國內外燃料、燃燒理論及燃燒應用技術發展很快，“燃料與燃燒”作為我校本科熱能與動力工程專業方向的骨干基礎課，其教學效果對學生后續專業課學習和未來工作均有重要影響。
“燃料與燃燒”課程教學內容涉及眾多專業，知識結構比較繁雜。基于我校培養適應社會發展的高素質、創新型人才的目標，在制定新版教學大綱時，廣泛征集了用人單位、兄弟院校、教師和校友的意見，重新優化設計了“燃料與燃燒”課程的教學內容，考慮到燃燒理論是所有熱機的基礎，增加了燃燒基本理論方面的內容，尤其是與內燃機、燃氣輪機和鍋爐相關的理論。
一、“燃料與燃燒”課程教學內容
1.燃料。本模塊主要包含：固體燃料、液體燃料、氣體燃料的來源、種類、組成；燃料性質、物性參數的定義和表示方法等教學內容。
2.燃燒過程的物質平衡與熱平衡。本模塊主要包含：燃料的熱值、過量空氣系數、當量比；完全燃燒所需的空氣量及燃燒產物組分的計算、不完全燃燒產生的煙氣量、不完全燃燒方程式；完全燃燒與不完全燃燒時燃燒溫度、實際燃燒溫度、提高理論燃燒溫度的途徑等教學內容。
3.化學反應動力學。本模塊主要包含：化學反應速度、基元反應、質量作用定律、反應分子數與反應級數、反應級數的確定方法；化學反應速率及其影響因素、各種級的單步化學反應、串聯反應、競爭性反應、逆反應、鏈鎖反應、鏈分枝爆炸、爆炸極限等教學內容。
4.燃燒系統守恒方程。本模塊主要包括：分子傳輸方程；基本守恒方程；流動邊界與熱邊界層等教學內容。
5.著火和燃燒界限。本模塊主要包含：燃燒現象的分類；著火爆炸與熄火現象為化學動力學控制的燃燒問題；自燃與引燃、引燃成功條件，各種參數對著火的影響；熱球點火與火花點火問題；燃燒界限的影響因素；等等教學內容。
6.預混氣的燃燒。本模塊主要包括：爆震波和緩燃波、雨果尼奧曲線及性質、雨果尼奧曲線上熵的變化、爆震波后已燃氣的速度與當地聲速的比較、爆震波的結構等教學內容。
7.層流預混火焰。本模塊教學內容包括：熱理論、化學和物理參數對火焰傳播速度的影響、火焰傳播速度的測量方法、火焰在層流氣流中駐定的原理、火焰淬熄等教學內容。
8.層流擴散燃燒。本模塊教學內容包括：層流擴散火焰的伯克和舒曼理論、燃料射流的唯象分析和層流擴散火焰射流等教學內容。
9.氣體湍流燃燒。本模塊教學內容包括：湍流火焰的唯象方法、湍流模型、非預混反應物的化學反應湍流和預混反應物的化學反應湍流等教學內容。
10.液體燃料的擴散燃燒。本模塊主要包含：斯蒂芬流、單油滴的蒸發及質量燃燒速度、液滴壽命的計算；氣流中的燃料液滴；在靜止介質中液滴的超臨界燃燒、內部回流對液滴蒸發速率的影響；火焰的位置、燃料蒸汽、氧氣、產物及溫度的分布、噴霧燃燒的概念；噴霧貫穿距離、噴霧角和顆粒平均直徑；等等教學內容。
11.固體燃料的燃燒。本模塊主要包括：固體燃料的燃燒過程、固體碳粒的燃燒、碳粒燃燒的化學反應、擴散與動力控制的碳粒表面燃燒等教學內容。
12.燃燒污染與防治。本模塊主要包括：NOx的生成與防治、SOx的生成與防治、煙塵的生成與防治等教學內容。
13.船舶動力裝置的燃燒。本模塊主要包括：船舶柴油機的燃燒技術、燃氣輪機的燃燒技術和船舶鍋爐的燃燒技術。
二、“燃料與燃燒”教學設計
“燃料與燃燒”課程教學目的是使學生掌握燃料特性和燃燒基本理論，具備利用理論知識分析和研究燃燒現象和燃燒裝置的能力。教學過程中應注意以下幾點。
1.夯實基礎知識。“燃料與燃燒”是研究燃燒規律的一門課程，它以高等數學、大學物理、大學化學和其他基礎課的知識基礎為支撐，課程中有很多非常基礎的知識點，后續燃燒理論、燃燒模型都是在其基礎上發展起來的。在課堂教學中應特別注意這些知識點，要講全講透，才有可能有良好的教學效果。
2.注重知識綜合運用。“燃料與燃燒”課程是熱能與動力工程專業的基礎課程，教學內容直接應用到后續各專業方向的骨干課程中，如“內燃機原理”、“燃機原理”、“鍋爐原理”和“內燃機排放與污染控制”等一系列課程。在課程教學中，應突出“燃料與燃燒”課程的特色內容，同時兼顧相關課程和相應的交叉課程，提高學生綜合運用知識的能力。
3.增強教學體系結構的系統性。注重與前續基礎課程、后續專業課程間的銜接，但又要避免課程內容的交叉重復。根據教學目的和檢測要求，不斷優化熱能與動力工程專業方向的課程體系教學內容結構，增強課程體系的系統性和完整性。
三、“燃料與燃燒”課程教學的重點、難點及相應解決措施
化學反應器根據其反應體系相態的不同，可以分為均相和多相兩大類，與均相反應過程相比，在多相反應器中各相之間往往存在著傳遞過程，包括熱量傳遞和質量傳遞，傳遞過程的存在對多相反應過程的結果必然產生與均相反應過程不同的影響。例如在氣固相催化反應工程中，氣固相之間存在反應物與產物之間的質量傳遞，并進而發生熱量傳遞，當反應過程較快而外擴散過程較慢時，過程表現為外擴散控制，無論本征反應速率如何，表觀反應級數總為一級，表觀活化能總為外擴散過程活化能;又如在氣液相反應過程中，氣相與液相之間也存在著反應物及反應產物之間的質量傳遞，質量傳遞過程的存在也必然影響到反應速率，尤其是反應速率較快時更是如此。
雖然兩類反應器之間存在著一定的差別，但均相反應工程無疑是多相反應工程的基礎，多相反應工程所涉及的各相中所發生的過程可認為與均相反應過程無異。因此，在均相反應工程中所建立的許多重要概念、理論和方法，完全可以原封不動地應用到多相反應器理論的討論中去，如在均相反應器模擬時建立的軸向擴散概念，在建立多相反應器模型時便可以完整地移植過來;又如平推流和全混流概念，兩類反應器中都有著極廣的應用。
因此，主要針對“均相反應器”開發過程以圖形形式顯示其內在邏輯結構(圖3)，以使學生在學習本課程后能在頭腦中形成化學反應工程學科的完整印象，從而更好地將其應用于實際反應器的開發過程中。
由圖3可知，即使是均相反應器，相互之間也存在著很大的區別，因此，第一步是必須要對它們進行分類，可見分類的方法是本學科建立的基本方法。通過分類，人們更清楚地認識到各反應器之間的異同點，如均相反應器按幾何形狀劃分可分為管式、塔式和釜式反應器三類;按換熱方式可分為絕熱、等溫和變溫反應器三類;按操作方式可分為間歇、半間歇和連續反應器三類;而按混合方式又可分為平推流、全混流和非理想流動反應器三類。根據反應器不同的特征對其進行劃分，所產生的結果可能不同，但由此而獲得一個極為重要的工程概念，即反應器型式。反應器型式在反應器設計優化中屬于三大決策亦量之一，十分重要，在反應器設計中的第一步即是根據反應過程的特點確定反應器型式。
由圖3還可以看出，針對化學反應器的開發，一般采取兩種方法，一是數學模型法，二是經驗放大法。在化學反應工程課程中主要講解的是數學模型法，其基本思路是，應用分解的方法將實際反應器分解為兩部分，即過程和反應設備。過程包括化學反應過程和傳遞過程，由于反應過程規律和傳遞過程規律相互獨立，故對其規律可分別進行研究。而反應設備則主要包含反應器型式和幾何因索兩大類。
為研究化學反應過程規律，必須要消除掉傳遞過程的影響，由于化學反應規律和設備大小無關，故化學反應規律可在微型(或臺式)反應器中進行。這一點非常重要，如化學反應規律在微型反應器中進行研究，則不僅節省了大量的資金，更重要的是在微型設備中易保持純化學因索的影響，獲得的反應性質、規律可以應用到不同規模的任何反應器中。化學反應過程的性質一般包括化學計量性質、化學反應平衡性質及化學反應動力學性質。
化學反應計量性質是反應平衡性質和動力學性質的基礎，對平衡性質和動力學性質的研究都是基于反應計量性質明確的基礎上進行的，計量性質主要包括反應系統中各組分之間的定量關系，及系統中獨立的反應數。
反應平衡性質主要包括反應熱效應和反應極限的計算，尤其是反應平衡常數及平衡轉化率的計算。對可逆放熱反應而言，平衡性質對過程的影響較為復雜，溫度的升高對反應動力學速率往往是有利的，但對平衡而言，平衡常數隨溫度的升高而降低，所以溫度對平衡性質和動力學性質的影響呈現相反的趨勢，從而引起問題的復雜化。通常對可逆放熱反應存在著最佳溫度，且最佳溫度隨組分轉化率的不同而不同，因此，在整個反應過程中，存在一最佳溫度曲線，反應沿著最佳溫度曲線進行，在轉化率一定時，可以使用較少的催化劑。同時還須認識到，在反應后期，即較高轉化率接近化學平衡時，反應過程往往是由平衡因索控制的。
化學反應工程研究的主要內容是化學反應動力學規律，化學反應動力學特性是化學反應器選型、操作方式和操作條件確定及反應過程優化的重要依據，因此，反應動力學測定是十分重要的工作。然而，反應動力學的精確測定是一項獨立于工藝試驗之外的專門實驗，它不但要求具備滿足實驗精度的特定設備，而且在具體進行時又有相當可觀的實際工作量。因此，進行動力學測定極為重要，其基本思路如圖生所示redlw.com。
動力學方程通常分為3種形式，一是純機理型方程，二是半經驗半理論型方程，三是純經驗方程。基于碰撞理論、過渡態理論及分子動態學而推導出來的純機理型方程，一般僅對簡單反應體系適用，當前反應工程學科應用這類動力學方程進行反應器設計的并不多見。工業反應體系往往極為復雜，但作為動力學研究發展的方向，純機理型動力學方程應是每個化學反應工程研究者必須努力的目標;純經驗性的動力學方程如描述微生物生長的Monod模型在反應器設計中亦常常使用，但反應工程學科通常使用的是半經驗半理論的動力學方程，圖生所示指的就是此類方程。
建立動力學方程模型的基本思路一般是先設定一定的基元反應機理，該機理通常分為兩類，一是有限基元反應組合機理，二是鏈式反應機理，在此前提下，根據擬平衡態假設或擬定常態假設，可以推導獲得一定形式的動力學方程。動力學方程通常分為兩種，一是冪函數型，另一種是雙曲函數型。視方程當中是否含有一階微分，動力學方程又可分為積分式和微分式兩種。
在動力學方程確定后，方程中包含兩類物理量，一是伴隨反應過程變化而變化的因索，通常是指反應溫度、反應物濃度及反應時間;另一類是在反應過程中相對穩定的、反映反應過程性質的模型參數。模型參數無法由模型本身獲得，必須通過實驗確定，這也正是該動力學方程被稱為半經驗半理論的原因所在。因為模型參數必須由實驗確定，于是就必然涉及實驗的設計。實驗設計內容通常包含兩個方面，其一是實驗用反應器的選擇，其二是實驗條件的確定。實驗用反應器類型與工業反應器類型大同小異，不同之處僅僅表現在規模程度上，實驗室反應器規模小，通常為11左右，因此，其傳遞過程影響易于消除，任意個對反應結果的影響主要是純化學因索，如此易于反映反應過程的本質。而實驗條件的設計方法包括兩種，當獨立的組分數僅為1個時，實驗可采用單因索法，當獨立的組分因索多于2個時，則往往采取正交實驗設計方法。
通過實驗獲得一系列實驗數據后，接下來的問題是必須求解出動力學模型參數，求解動力學模型參數的方法有積分法和微分法。基于積分式動力學方程的求解方法稱為積分法，基于微分式動力學方程的求解方法則稱為微分法。在大多數實際情況下，模型參數求解方法采用的都是微分法redlw.com。
當反應動力學規律確定后，必須要研究在實際工業規模反應器中通常出現的傳遞過程規律。為研究傳遞過程規律，通常可以在沒有化學反應的情況下進行，這是因為傳遞過程是反應器的屬性，基本上不因化學反應的存在與否而異。對于一個特定的工業反應過程，化學反應規律是其個性，而反應器中的傳遞規律則是其共性。因此，傳遞規律受設備尺寸的影響較大，必須在大型裝置中進行。由于需要考察的只是傳遞過程，不需實現化學反應，完全可以利用惰性物料進行試驗，以探明傳遞過程規律。正因如此，這種試驗通常稱為冷模試驗。
進行冷模試驗研究傳遞過程規律時需要關注的一個重要問題是:所選模擬設備的大小，即傳遞過程應在多大規模的模擬設備中進行?為保證所獲得的傳遞參數準確、有效，所遵循的原則是必須保持在模擬設備中發生的傳遞過程與實際反應器中所發生的傳遞過程應“相似”，即符合“相似性原理”。冷模試驗設備的大小必須依據此原理進行選擇和設計。
在對反應過程和傳遞過程進行了充分的研究后，需要對相關成果進行綜合處理，這一階段主要是在計算機上進行模擬并完成的，如圖5所示。
同時，為驗證模擬結果是否可靠，還必須進行中等規模的試驗，即中試，又名熱模試驗。熱模試驗存在3個問題需要解決，一是試驗規模，二是試驗的完整性，三是運行周期。如果熱模試驗結果與模型計算結果相符，說明模型正確，能夠反映實際規律;如果不相符，則需要修正模型，直至與熱模試驗結果相符為止。
具備了傳遞過程規律和小試測定的反應過程規律，并且經過了熱模試驗驗證，就能直接設計工業反應器了，這樣就不存在設備的放大問題。數學模型方法本身可以直接通過計算就能獲得大型反應器的設計，說明工業反應過程的開發并不必然地必須經過由小型反應器到中間規模反應器再到工業規模反應器的整個過程。
最后應當要注意的是，數學模型法要想獲得成功，必須要具備2個基本前提:一是它要求有可靠的反應動力學方程;二是還要有大型裝置中的傳遞方程，兩者缺一不可。
例如，固定床反應器，雖然不少反應的動力學模型研究較為完整，然而由于具體工業反應器模型參數難以正確測定，尤其對復雜的工業反應，其本征動力學參數也難以把握，因此，對固定床反應器的數學模擬放大，迄今尚未有比較滿意的工業應用。
化學反應動力學測定雖然有相當大的工作量，但它畢竟可以在小裝置中進行。而工業反應器的傳遞模型卻不是小裝置所能解決的，它不但要求大型冷模試驗和必要的熱模檢驗，還需要工業規模的測試數據和工程研究的長期經驗積累。因此，當沒有可靠的大型設備傳遞模型時，數學模擬放大只能是紙上談兵。此時，精確的動力學測定必然是徒勞的。當然，這并不意味著不需要有關的動力學知識和對反應動力學特征的認識。一個開發者應當充分具備動力學基礎知識，并據此巧妙地安排工藝試驗，以便把握反應動力學特征和有關影響因索，為工業反應器的選型和優化服務redlw.com。
由此可見，從化學反應工程的觀點出發，機理的、定性的、半定量的動力學特征研究應當是結合工藝試驗進行的重要任務。只有當工業反應器的傳遞模型足夠可靠時，精確的動力學實驗才是必要的，并可用于數學模擬放大。
2 化學反應工程思維方式
如上所說，在剖析化學反應工程課程各知識點及相互邏輯關系時，本研究采用了分類、分解和綜合的思維方式，而分類、分解其實屬于分析的方法。所以，分析、綜合是反應過程開發中的基本方法，應深加注意，其中尤以分析方法更是在各種科學思維方式中處于最基本的地位。對于圖3、圖5所示的化學反應工程邏輯結構，當將它們具體應用到實際的化工過程開發中時，也可用圖6簡略地表示。圖6表示了化學反應工程課程所提供的特有的工程思維方式。
3 結語
